ES2228178T3 - Procedimiento de realizacion de piezas mecanicas por descomposicion en estratos. - Google Patents
Procedimiento de realizacion de piezas mecanicas por descomposicion en estratos.Info
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Abstract
Procedimiento de realización de piezas metálicas y de objetos, en particular de prototipos, a partir de una concepción asistida por ordenador específica, del tipo que comprende las fases sucesivas de: - fabricación de las piezas en capas o estratos elementales; - reconstitución del conjunto de los estratos; - ensamblaje de los estratos; siendo obtenidos los citados estratos por medio de una descomposición previa de la pieza según planos y uno o dos pasos determinados, y siendo determinados los estratos unitarios por la descomposición de la pieza poniendo en práctica un software y mecanizados en consecuencia, y que comprende, esencialmente: - una parte central (8) que corresponde efectivamente al estrato que tiene la forma y el espesor buscados para la obtención de la pieza acabada, - una parte exterior (11) sensiblemente del mismo espesor, que envuelve, al menos parcialmente, la citada parte central, caracterizado porque las citadas partes central y exterior se unen entre sí por puentes cortables (10) y porque se añaden a la parte exterior orificios de posicionamiento y de ensamblaje, suprimiéndose esta parte gracias a los puentes cortables después del posicionamiento y del ensamblaje.
Description
Procedimiento de realización de piezas mecánicas
por descomposición en estratos.
La presente invención tiene por objeto un
perfeccionamiento de los procedimientos de realización de piezas
metálicas y de objetos, en particular de prototipos, a partir de una
concepción asistida por ordenador específica, del tipo que
comprende las fases sucesivas de:
- fabricación de las piezas en capas o estratos
elementales;
- reconstitución del conjunto de las capas;
- ensamblaje de las capas;
siendo obtenidos los citados estratos por medio
de una descomposición previa de la pieza según planos y uno o dos
pasos determinados.
Un procedimiento de elaboración rápida de
prototipos es objeto de la patente europea EP 0 585 502 (B1) y es
conocido con el nombre de STRATO-CONCEPTION (marca
registrada).
Este procedimiento es completamente satisfactorio
dentro de los límites de las aplicaciones especificadas en esta
patente, obteniéndose, esencialmente, el posicionamiento y el
ensamblaje de los diferentes estratos por insertos cuya forma y
cuyo posicionamiento están determinados, igualmente, por un software
específico.
El hecho de prever insertos en el interior, para
piezas de un cierto espesor, aporta, sin embargo, una cierta
lentitud al procedimiento de puesta en práctica, por otra parte,
muy flexible y de muy buen rendimiento. Esto está propuesto,
además, en el documento US 4 001 069 (A).
Sin embargo, no es posible prever fácilmente
insertos en el interior en estratos cuya sección útil (espesor de
la pieza final) es pequeña, estratos necesarios para la obtención
de una modelación muy fina, por tanto, más precisa, o para la
realización de piezas cuya estructura compleja implica una
descomposición que pasa por estratos de muy pequeño espesor
lateral.
lateral.
Por otra parte, en los documentos EP 0 738 583
(A) y EP 0 655 317 (A), se ha propuesto ya la realización de una
estructura portante exterior, difícil de suprimir después del
posicionamiento de los estratos.
La invención tiene por objeto proponer un
procedimiento de acuerdo con el concepto general de la patente EP 0
585 502, que, además, permita abstenerse, eventualmente, de la
utilización de insertos de ensamblaje en el interior de los
estratos, entre ellos, y del posicionamiento de los estratos, uno
respecto de
otro.
otro.
De acuerdo con la invención, este resultado se
obtiene con un procedimiento de realización de piezas metálicas y
objetos, en particular de prototipos, a partir de una concepción
asistida por ordenador específica, del tipo que comprende las fases
sucesivas de:
- fabricación de las piezas en capas o estratos
elementales;
- reconstitución del conjunto de los
estratos;
- ensamblaje de los estratos;
siendo obtenidos los citados estratos por medio
de una descomposición previa de la pieza según planos y uno o dos
pasos determinados, y siendo determinados los estratos unitarios
por la descomposición de la pieza poniendo en práctica un software y
mecanizados en consecuencia, y que comprende, esencialmente:
- -
- una parte central que corresponde efectivamente al estrato que tiene la forma y el espesor buscados para la obtención de la pieza acabada,
- -
- una parte exterior sensiblemente del mismo espesor, que envuelve, al menos parcialmente, la citada parte central, caracterizado porque las citadas partes central y exterior se unen entre sí por puentes cortables y porque se añaden a la parte exterior orificios de posicionamiento y de ensamblaje, suprimiéndose esta parte gracias a los puentes cortables después del posicionamiento y ensamblaje.
El ensamblaje entre sí de los estratos se realiza
después por superposición o apilamiento de los diferentes estratos,
formando, finalmente, las partes exteriores de cada estrato una
envuelta portante que encierra la pieza reconstituida a la cual
está unida por los puentes cortables.
Se comprenderá que la descomposición de la pieza
y el ensamblaje se obtienen de manera sistemática por la utilización
del software específico que posiciona y prevé automáticamente los
puentes, los pilares, y los insertos interiores o exteriores.
Así, se añaden insertos de posicionamiento y de
mantenimiento a la envuelta exterior. Estos permiten posicionar los
estratos de manera indirecta por montaje y ensamblaje (por ejemplo,
por pegado).
La envuelta portante se suprime después
fácilmente debido a los puentes cortables después del
posicionamiento y del ensamblaje de los estratos.
La envuelta englobará la pieza final lo más
aproximadamente posible, por razones de precisión de ensamblaje y de
economía de material, lo que necesita en todos los casos típicos un
sistema de prensado por embridado.
El sistema de prensado podrá ser exterior, por
ejemplo con una placa de montaje, o integrado, siendo la envuelta
autoportante.
La invención se comprenderá mejor con la ayuda de
la descripción que sigue, refiriéndose a los dibujos anejos, en los
cuales:
- la figura 1 ilustra esquemáticamente en forma
de un diagrama el principio de puesta en práctica del procedimiento
denominado de stratoconception;
- la figura 2 ilustra esquemáticamente una pieza
reconstituida a partir de estratos elementales con envuelta
exterior, de acuerdo con la invención;
- las figuras 3A a 3F representan variantes de
realización de los puentes cortables y de las envueltas
exteriores;
- la figura 4 representa la pieza de la figura 2
con una estructura de mantenimiento y de ensamblaje
autoportante;
- la figura 5 representa una variante de la pieza
de la figura 2 con una estructura de mantenimiento y de ensamblaje
que utiliza una placa de montaje;
- las figuras 6 y 7 representan una variante de
la pieza de la figura 2, con una variante de ensamblaje del mismo
tipo que las figuras 2 y 5;
- la figura 8 ilustra en corte parcial un
ensamblaje posible con insertos exteriores para formas complejas y
estratos finos.
Se hará referencia en primer lugar a la figura
1.
El principio general consiste, por la puesta en
práctica de un software específico (1), en recortar en estratos una
pieza de la que hay que hacer un prototipo, siendo mecanizados los
estratos por microfresado rápido (2), y siendo gobernada la máquina
por el software (1), de un material de placa (3).
Los diferentes estratos son ensamblados según un
conjunto (4) que comprende insertos (5) para obtener finalmente un
prototipo (6) después del acabado.
El software gestiona la elección, del plano de
corte en rodajas/estratificación, del paso del perfil de estrato,
de la relación de escala, de la precisión, y del posicionamiento de
los insertos.
Después de la captación de los diferentes
parámetros de placa (dimensiones; material, elección del sentido de
despulla) y de los parámetros de mecanizado (velocidad de corte,
diámetro de la fresa, etc...) el conjunto del programa de mecanizado
es transmitido por el software que gobierna el robot de recorte.
Se hará referencia ahora a la figura 2.
De acuerdo con la invención, el procedimiento de
puesta en práctica permite obtener una multitud de estratos
elementales (7) que, una vez ensamblados, reproducen la pieza que
hay que reproducir (8) unida a una envuelta exterior (9) por
puentes (10).
Se comprenderá que, después de un ensamblaje
adecuado, la eliminación de la envuelta y de los puentes conduce a
la obtención de la pieza final (8), en particular un prototipo.
Los estratos (7) pueden ser de formas geométricas
diferentes y muy variadas a nivel de los puentes (10) y de los
elementos (11) que forman, finalmente, la envuelta exterior (9).
En las figuras 3A a 3F están representadas
diferentes variantes.
En la figura 3A se han representado tres
variantes de puentes a nivel de la zona de fragilización (12) en la
que se efectuará el recorte.
En la figura 3B, se observará que la repartición
de los puentes, por ejemplo en número de tres, puede ser regular
sobre el contorno de la parte central (aquí en este caso a
120º).
En la figura 3C, la variante consiste en que los
elementos (11) sean sectores redondeados y envolventes (13).
En la figura 3D, tres sectores tales como (13)
están reunidos para formar una pletina única (14), que, en la
representación de la figura 3E, encierra totalmente la pieza según
una corona (15).
Finalmente, en la figura 3F, los orificios (16')
que están presentes en cada estructura y sirven para posicionar y
ensamblar entre sí los puentes, serán, no ya circulares (16) como
en las figuras precedentes, sino de sección geométrica poligonal, lo
que permite limitar su número en un mismo estrato para un mismo
posicionamiento preciso.
Los estratos son ensamblados sobre ejes (17),
que, en la figura 4, son en número de tres, comprendiendo estos,
pero no de modo limitativo, por ejemplo, tuercas de mariposa (18)
de apriete. La estructura es aquí autoportante.
En la figura 5, se prevén dos ejes (21) fijados a
una placa de montaje (19) provista de ánimas (20).
Este tipo de ensamblaje puede utilizarse, además,
cuando el procedimiento es puesto en práctica de manera sistemática
y, por ejemplo, con fines pedagógicos, incluso lúdicos.
En las figuras 6 y 7, las estructuras son
idénticas a las estructuras de las figuras 4 y 5, con un solo eje
tal como (17', 21') y un vástago (22) de tipo inserto para asegurar
el posicionamiento.
Finalmente, en la figura 8 se ha representado una
variante compleja con insertos (23) para estratos de pequeños
espesores, correspondiendo cada inserto únicamente a algunos
estratos contiguos.
Naturalmente, cada estrato elemental será
mecanizado por microfresado de acuerdo con el procedimiento general
denominado "Stratoconception", eventualmente con un volteo si
es necesario en el transcurso del mecanizado, de acuerdo con el
procedimiento descrito en una solicitud de patente presentada
conjuntamente por la solicitante y a la cual se hace expresamente
referencia.
Este procedimiento permite la realización, muy
rápidamente y con poco coste, de prototipos de piezas de formas muy
complejas. Igualmente, abre perspectivas interesantes de
aplicaciones pedagógicas y lúdicas.
Claims (6)
1. Procedimiento de realización de piezas
metálicas y de objetos, en particular de prototipos, a partir de
una concepción asistida por ordenador específica, del tipo que
comprende las fases sucesivas de:
- fabricación de las piezas en capas o estratos
elementales;
- reconstitución del conjunto de los
estratos;
- ensamblaje de los estratos;
siendo obtenidos los citados estratos por medio
de una descomposición previa de la pieza según planos y uno o dos
pasos determinados, y siendo determinados los estratos unitarios
por la descomposición de la pieza poniendo en práctica un software y
mecanizados en consecuencia, y que comprende, esencialmente:
- una parte central (8) que corresponde
efectivamente al estrato que tiene la forma y el espesor buscados
para la obtención de la pieza acabada,
- una parte exterior (11) sensiblemente del mismo
espesor, que envuelve, al menos parcialmente, la citada parte
central, caracterizado porque las citadas partes central y
exterior se unen entre sí por puentes cortables (10) y porque se
añaden a la parte exterior orificios de posicionamiento y de
ensamblaje, suprimiéndose esta parte gracias a los puentes cortables
después del posicionamiento y del ensamblaje.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque cada estrato comprende orificios
(16) circulares de posicionamiento y de ensamblaje entre sí de los
puentes.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque cada estrato comprende orificios
(16') de sección geométrica poligonal de posicionamiento y de
ensamblaje entre sí de los puentes.
4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los
estratos se ensamblan según una estructura autoportante.
5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque los
estratos se ensamblan sobre una placa de montaje (19) provista de
ánimas (20).
6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el
ensamblaje se realiza por medio de un eje único (17', 21') y de un
vástago inserto (22).
Applications Claiming Priority (2)
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